REPUBLIQUE DU SENEGAL DELEGATION GENERALE ...
REPUBLIQUE DU SENEGAL
DELEGATION GENERALE
PRIMATURE
A LA PFtHF!JrHF Y'-TCNTIFIQUE
ET TEtHfhliJbE
NUTRITION MINERALE DES PLANTULES DE
CSIL, MAIS &?Y- SORGHO
AU COURS DES PREMIERS JOURS DE VEGETATION
P. SIBAND
,
Inggnicur de R o c h o r c h c IRAT,.
I .’
dótaCh6 ti I*I.S;.R.fl.:.,
. .
A v e c l a c o l l a b o r a t i o n technique d e
1. DIEYE
janvier 1 9 7 8
Centr\\e National de Recherc.hes Agronomiques
d e Bamboy
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
(1. S. R. A.)
* .
:
<, ‘.
R E S U M E
*
On compare la nutrition min6ra;e des plantules de mil, de maïs
et de sorgho au cours de la p6ribde d'épuisement du grain (phase d'instal-
lation). On pout considdrer que.cethe.phase est achevée avant dix jours de
végdtation. Les trois cdréalss sont comparées selon différents critères
(vitesso de croissance, consommation minéralo , demande au milieu, dépendan-
ce vis à vis du milieu, sollicitation du milieu) dont on
tiroles cons6quonccs
sur leur comportement.
X
X
X
Remerciements
Nous remercions M. OLIVER, chef des laboratoires d'analyse du
CNRA de Bambey, p our l'ensemble des déterminations chimiques dont il est
fait 6tat dans le texte.
2
1 - INTRODUCTION
L'objet de cs travail est de situer sommairement la phase d'iris-
tallation de trois ceréales
(mil, maïs et sorgho) et de dégager quclqucs
caractéristiques permettant de les comparer au cours du debut de veyetation.
Nous entendons par phase d'installation la periode du cycle qui va do la
germination a l'spuisoment des reserves du grain.
2 - MATERIEL ET METHODE
On a cultive les trais cereales sur un dispositif hydroponique
decrit précédammont (SIBAND, 1977). Les materiels vegetaux retenus sont
d’origine locale: un mil GAM, le maïs BDS, le sorgho CE 90.
Le semis est effectue à raison de 0,5 gramme: de semences de mil
ou de sorgho par vase. On Bclaircit les cultures a 10, puis à 3 plantulcs
par vase respectivement aux 5e et IOC jours. Le maïs a Qte conduit dès le
semis à 3 plantules par vase.
Durant les treis prcmierilajours après arrosage des semences, la
culture est conduite sur eau distillée. Elle est ensuite passee sur une
solution nutritive complète contenant par litre : KN03, 2 mM; Na N03, 2mM
NaH2P04 1 ImM; Ca SO4,
0,5 mM; Mg C12, 0,75 mM. Les oligoéloments sont ap-
portes aux concentrations de 0,5 ppm de 6; 0,75 ppm de Mn; OP05 ppm de Zn;
0,03 ppm de CU; 0,02 ppm de Mo; 5 ppm de Fe (apport6 sous forme complexee
a
1'EDTA).
La solution est renouvolee tous 10s jours.
on a SUiVi e n c o u r s d e c u l t u r e 183 lOngUiZLJr.5 des r3CiI2SS St p a r -
t i e s agriennes, à raison d'une mesure par vase tous les deux jours.
Chaque culture comprend 20 vases dont deux constituent chaque
f o i s u n e r é p é t i t i o n , pour des raisons de volume d'achantillon. La moiti6 dtis
v a s e s e s t rscoltee à 1 0 j o u r s d e végetation, l ’ a u t r e m o i t i 6 à ?5 j o u r s .
A chaque recolte, on a sépare grains, racines et partios oeriicnncs
qui ont óté st?ches, peses et analysés. Los grains entiers avant germination
ont egalement été analyses. L’azote est extrait par minéralisation Kjeldahl
et dosé à la chaine colorimetrique Blectrosynthèse par la methoda de Oor-
thelot.
Le phosphore et les cations sont obtenus par minéralisation par
v o i e sache e t r e p r i s e à l ’ a c i d e c h l o r h y d r i q u e , puis dosés pour le phosphore
sur la chaine électrosynthase au réactif de Misson, pour le potassium par
émission de flamme et pour le calcium et lo magnésium par absorption ato-
mique en milieu Lanthane.
31- Croissance,,li.n,Baire et ponderale des plantules
1) La figure no1 compare 10s croissance lineaires des partios a6-
riennes et des racines de mil, maïs et sorgho, La mesure effectuée étant
celle de la plus grande longueur, la mesure des racines est en fait callo de
la plus grande (ou de l'unique) racine séminale.
P o u r 10s p a r t i e s aeriennes, bien que le mil commence sa croissance
.
plus précocement que les deux autres céréales, colles-ci le dépassent assez
tOt, particulieremcnt l e m a l s .
La croissance des racines n'est manifeste que dans les premiers
jours, et atteint un palier des le septième jour pour le sorgho et le mil,
dès le onzième jour pour le maïs. Ce palier, qui marque probablemant la fin
de la croissance des racines séminales et le relais pris par :les racines
secondaires (apparues aux 6e et 7e jours), est plus éleve pour le mals (27
cm) et plus bas pour le sorgho (ZO-21)cm quo pour le mil (23 cm). Les diffd-
rentes sont cependant relativement faibles.
2) Le tableau suivant donn+les poids atteints à 10 et 15 jours de
vegetation p a r l e s r a c i n e s e t p a r t i e s a e r i e n n e s d e s t r o i s c é r é a l e s .
Tableau n"l: Poids des parties aériennes et des racines
(mg de matiero séche pour 100 plantules)
I
!
!
!
!
Sorgho
!
!
Jour
, Organes
I
Mil
!
Maïs
.
!
t
!
!
1
I
I Parties
)
!
!
!
lOBme
aériennes
1880
1
13 220 I
1860 !
!
!
f
!
t
!
!
!
!
!
!
I Racines
I
372
2 503 f
459
!
!
!
I
!
!
!
, Parties
I
!
I
!
!
15ème
’ a e r i e n n e s
!
!
46 280 ;
9090
f
!
!
0020
!
!
I
!
!
!
1
!
I Racines
I
1378
6461
!
2214
!
!
!
Dès le dixième jour de vegétation,
la piantule de mars constitua
une masse végetalo environ sept fois supérieure à celle du mil OU du sorgho,
dont les poids de plantulos sont assez voisins. Au quiazième jour l’écart
s ’ e s t c r e u s é e n t r e m i l e t s o r g h o a l ’ a v a n t a g e d e c e d e r n i e r .
3) Dans unc manipulation annoxe, on a pu mesurer, dans des conditions
comparables,
simultansment le poids et la longueur des racines, et dBt?rmi-
ner ainsi le poids d'un mètre de racines de mil, de maïs et de sorgho, qui
est respectivement de lO,'?l - 35,65 et 7,68 mg. Ceci nous permet de calcu-
ler la longueur totale de racines de 100 plantules obtenues dans les trois
cas.
4
Tableau no 2: Longueur totale des racines de 100 plantulos (en métres)
!
Sorgho
I
!
Jour
!
!
!
!
! I
Mil
I
MaPs
,.
i
lOBme
I
34,7
f
70,2
;
59,8
i
!
!
!
!
!
1
15eme
1
128,7 ,
181,2 1
288,3
;
Du fait des différences de grosseurs dos racines, pour uno dif;Z-
rente de poids de matière seche trés importante, la longueur de racines :?
maPs à 10 jours est peu différento de celle des racines de sorgho, et seu-
lement le double de la longueur des racines de mil. Au 15e jour, c’est le
sorgho qui a de loin la plus grande longueur de racines, et l’écart relatif
entre mil et maïs a diminué. DOGGETT (1970), CHOPART (1970) signalent l'en-
racinement très développe du sorgho.
On peut remarquer en rapprochant ces donnees de celles de la figure
1, qu'au IOC jour la racine seminale du mil rend compte des 2/3 de la lon-
gueur des racines d'un pied, et que, pour le maïs, la racine séminale la
plus longue représente 40% de la longueur totale. La part des racines nodalus
est donc faible pour Ce"s deux cér68las à ce stade. Pour le sorgho au con-
t r a i r e ,
la racine seminalc ne correspond plus qu’au tiers de la longueur
t o t a l e .
4 1
La croissance de la plantule se fait aux dépens de deux sources
carbonees: le grain, qui alimente de moins en moins la plantule, et la pho-
tosynthèse, qui prend une part de plus en plus importanto au cours du temps.
On peut remarquer que la dimension de la plantule est d'autant
plus importante que 10 grain était initialement plus gros, donc ses rescrvns
carbonnées plus abondantes. Toutefois, l’accroissement
n’est pas proportion-
n e l . En prenant comme base les poids du grain et de la plantule du mil,
voyons comment se situent l'un et l’autre pour les deux autres ceréalas.
Tableau no 3:Poids des grains et plantules de sorgho et de mars au 106
jour par rapport à toux du mil
!
!
!
!
!
Plante
Mil
Maïs
I
I
I
1
Sorgho ,
!
Grain
!
l,oo
;
!
21,49 ,
1,89
!
I
I
.
!
!
!
i
!
P l a n t u l e ,
1
1,oo ,
6,98 ,
1,03
J
Les différences do poids de plantules à 10 jours ne sont pas en
rapport ‘avec les différences de poids initiaux do grain. Autrement dit,
plus le ‘grain est gros, et plus ses resorvas scot susceptibles d'avoir pris
une part importante dans l'.alimor&ationde la plantule durant les dix premiers
5
jours. Ces résultats sont en accord avec ceux dc STEEBINS (1976).
A i n s i , le poids du système. à 10 jours est de deux fois et demi son
poids initial pour le mil (2422 ma) une fois et demi
celui-ci pour le
sorgho (2779 mg), alors que 1s maïs n'a pas encore retrouv8 son poids do
depart (2043 mg).
3.2. Composition et épuisement du qrain
Les compositions des grains sont assez comparables
aux donnges de=
la littgrature (DoGGETT, 1970, SPRAGUE, 1955, ANDREW. et coll. 1950, ADRIAN
et JACQUOT,
1964). Les valeurs de leurs contenus sont consignées dans le
tableau nO1.
Tableau 4:
Poids et contenu minéral des grains entiers (mg pour îO0 grains)
1
!
I
!
-!
Matièroi Azote iPhos- !Potas- ,,,,I:x.-!Magne- ,
! Plante
!
!Calcmum!
, sèche
!pbore ! sium:.! I
,sium
’
!
.
1
!
!
!
i
I
i Mil
1 004 ; 20,l ; 3,6 ; 10,3
0,3
I
1,3
I
!
!
!
i
1 MaPs
;z1 550 ;397;b ! 65,2
i
,170,9
;
6,5
f 24,6 ;
*-
!
!
i
I
!
I Sorgho
I 1 9C2 f 44,1 ;
6,6 !
5,6 f
0,s I
3,l I
Le grain de maïs, dix fois plus gros que celui du sorgho ot vingt
fois plus gros que celui du mil, contient des réserves organiques et mintS-
raies évidemment beaucoup plus importantes que ces deux céréales.
La réserve potassique du sorgho est particulièrement faible.
On a calculé l'évolution de ce contenu au cours de la culture.
Tableau 11~5: Pertes de poids et de contenu ùingral des grains entiers (en
$ des valeurs initiales).
>
!
1
I
-M-c:%--*
!
!
!
!
I
1
N
IP
IK
I
Ca.
I Mg
t
secnc3
!
!
I
!
I
I
1
I
i Mil
!
I
83
I
!
85
I
83
I
1
87
, .
f
67
I
!
77
I
!
-
-
!
oàlm
f
I
!
I
I
1
!
!
!
.
! Maïs I
79
!
RI
I
75
I
91
I
92
I
67
I
Jours
.-
I
1
I
!
I
1
f
!
!
I Sorgho;
76
I
66
,
91
I
54
f
60
‘-
I
90
I
!
1
!
;Mil : .
1
!
!
i
0
I
3
i
4
f
0
!
0
I
! 10 à 15
!
!
!
!
I
!
I
I
!
!Mars
I
5
1
2
1
g
!
2
f
O
1
4
!
1
j o u r s
!
i
!
I
!
!
!
J
!
! S0M-y
6
l
7
!
0
(
0
r
O
1
O
!
6
Lo grain a toujours perdu d'autant plus de matiere sèche et de
reserves minérales qu'il en contenait initialement davantage. L'esscntiol
de ces pertes se situent avant le dixieme jour. Au-delà, l*évolution du
stock organiquo et minéral pour le mil et le sorgho est a peine superiourc
à l'impr&cision de la mesure, Par conséquent l'assentie de la fourniturc
d'éléments nutritifs par le grain à la plantule est assuré avant le 100
jour.
3.2-Nutrition minérale des plantules
1) Le contenu des plantules au IOe jour, et le complément d'elij-
ments minéraux absorbes entre le 100 et le 15e jour, sont reprgsentés raspoc-
tivement sur les figures 2 et 3. Comme pour l'alimentation Carbon&e, l'aiF-
mentation
minéralc de la plantule est assurée par deux sources: le grain
et le milieu racinairc. La fourniture par le milieu est mesurde par diffd-
rente entre le contenu de la plantule et la part provenant du grain. Sur les
graphiques, on a hachuré cette dorniere part.
2) Au 10e jou'l,(fig. n02)rla quantité d'éléments minéraux venue
du,lgrain dans 10 contenu de la plaotule est toujours beaucoup plus important2
pour le maïs que pour le sorgho ou lo
mil.
Cependant le contenu de sa plantulc etant tres important , le maïs
est, des trois céréales, celle qui puise, de foin, la plus grande quantitd
d'élements minéraux dans le milieu de culture au cours des dix premiers
jours.
Excepté pour le potassium, q ulcllc absorbe moins intensement, at
pour le calcium, la plantiulo de sorgho s'alimente à partir du grain pour uno
fraction beaucoup plus importante que la plantule de mil. Comme, d'autre
part, le contenu de la plantule de sorgho ost inferieur (cas de N et 1:) ou
seulement légéremcnt supérieur (cas de P, Ca, Mg) à celui de la plantula do
mil,
le sorgho consomme moins d'éléments minéraux à partir du milieu (h l'ox-
ception de Ca) que le mil, durant ces dix jours.
3) La! proportion
des elements contenus dans la plantulo qui provicnnont
du milieu est
indiquee dans le tableau suivant.
Tableau no6 : Proportions du contenu minéral des plantulos au 10e jour
de végétation provenant du milieu.
!
Qf
'
N'P'
K!Ca!
!
/J
!
!
!
I
!
I
!
I
!
Mil
!
f
83 ; 78 ; 96 i PI I 86 !
! Maïs
I
5 3
I
7 0
!
04
!
S3
I
69
1
! Sorgho !
6 6
!
1
!
!
!
,
!
I
68
I
P6
,
95
!
70
.
I
7
Le mil est celle dos trois ceréales qui, daps l'ensemble, ost la
plus
dependante du milieu pour son alimentation minerale. De meme, lo maPs
ast la moins dépendante. Le potassium et Ic calcium proviennent du milieu
dans les trois cas , pour une tres forte proportion.
4) Entre le 10e et le 15e jour (fig. N03), la part du grain dans
t%'ensemblc de la consommation minerale, appréciable seulement chez lo mals,
est dans les trois cas très faible.
Le mars a toujours une consommation tres superieure à celle des
autres cerealos, tandis que la mil devient celle qui consomme le moins
d'éléments minéraux (à llcxception du potassium, dont la consommation ex-
cède encore legèrement colle du sorgho).
5) Entre les IOC et 15e jours, on connait la consommation mineralc
a partir du milieu, et (en faisant l'approximation d'une croissance racinairo
linéaire) la longueur moyenae des racines, on peut donc calculer l'absorpticn
moyenne journalière par mètre de racine:
Tableau 11~7: Absorptioflmoyennc jo$rnali&re entra 10 et 15 jours
(mg/m de racine)
!
I Elemcnts
!
N !
p !
K !
Ca
!
!
!
!
!
!
!
Hi1
!
0,725;
0,164;
1,131;
0,032;
0,061;
!
!
! !
Maïs
!
-i
2,388;
0,551;
4,259;
0,123;
0,164!
!
!
.
!
I
I
Sorgho
!
0 , 4.2 1 ;
0,095; . 0,477; 0;01of 0,030;
Ramenée a la longueur de racines, la vitesse d'absorption des Ole-
ments minéraux s'avère minimale chez le sorgho, et particulièretient forte
chez le maïs
Si l'on considere l'elongation racinaire comme assez represcnta-
tive de l'importance de l'exploration du milieu par les racines, on oeut ad-
mettre que ces chiffres traduisent la consommation minérale des trois ceré-
alcs à partir d'un mbme vofume exploré, et sont une bonne appréciation de
la sollicitation du milieu par La plante, importante lorsquo le renouvellu-
ment du milieu racinaire est lent.
4 - DISCUSSION
Les reserees carbonees et minerales des semence de mil, maïs et
sorgho sont en quantites très différentes selon la cereale. Ces réserves
peuvent étre considérees comme a peu près épuisées dès 10 IOe jour do vCgO-
tation, et la part qu'elles prennent ulterieuremcnt dans l*approvisionnemont
minera1 et organique de la plantule est très limitée.
Dans les dix premiers jours, la consommation de la plantule, li&,J
à l a v i t e s s e d e croissance, est beaucoup plus importante pour le maïs que
pour le mil et le sorgho. Mais en meme'- temps, la part du grain comme source
d'éléments minéraux s'accroit avec la grosseur du grain. De la sorte, il
nous faut distinguer la qu,antitQ totale consommée (contenu de la plantule)
du prélèvement effectué sur le milieu (contenu de la plantule ne provonant
pas du grain*, qui est par exemple supérieur dans les premiers jours pour
le mil si ce qu'il est pour le sorgho.
D’autre part, on peut degager deux paramètres supplementaires
:
- La dépendance d'une plantulo vis à vis du milieu
-
qui ast d'autant
moindre (que son recours au grain est plus important: si l'on prive le mil
d'azote, son alimentation azotee ne sera assurée que pour 1/5 par son grain,
alors que le maïs dans le mbme cas sera encore pourvu à 5070.
- k sollicitation au milieu qui serait la consommation minérale a par-
-
-
tir de ce milieu ramenée à l'unit6 de volume explorea: Dans nos conditions
d ’ e x p é r i e n c e , le sorgho consomme davantags d'élcmsnts minéraux 3 partir du
milieu entre 10 et 15 jqurs, mais Fe sollicite moins que le mil ne le fait.
Il en est necessairemont
de mbmo dans les 10 premiers jours de végetation
puisque :Le sorgho consomme moins et developpe davantage de racines quv 1~
mil.
C e s d i f f é r e n t s p a r a m è t r e s s o n t f o n c t i o n d e t r o i s f a c t e u r s p r i n c i -
paux: l a q r o s s e u r d u q r a i n , q u i determine s a p a r t i c i p a t i o n h l a n u t r i t i o n
de la plantule (si l'on admet que la composition du grain ne varie pas do
façon importante), la vitesse de croissance qui suscite la consommation minu-
rale de la plantule (en ne tenant pas Co$pte, là non plus, d'un facteur
secondaire
',dclaariabilite,
do aux exigences minérales particulieres de
t e l l e o u t e l l e espécc); l’exploration du milieu qui repartit la consommation
minérale 3 partir du milieu sur un volume plus ou moins
grand de cattc source:.
Ces facteurs et paramètres entretiennent des relations qu8.1.ronU;
schematisera c i - a p r è s
Vitesse de croissance
Consommation totale
Exploration
Demande au milieu
du miliy
du milieu
du milieu
9
D'un autre cbté,
ils permettent un classement des especcs propros
no8
à chacun d'eux que l'on donnera dans 10 tableau /suivant, las valeurs dticrois-
santes pour chaque parambtre pour 10s premiers jours de vegétation.
~blcau.n" 8 : Classement des trois cérealos suivant les paramètres retenus
dans l'ordre decroissant
I
i
!
!
!En cours d'epuisc- I Apres Qpuisomant I
! P A R A M E T R E S
ment du
!
grain
I
!
du grain
-!
!
!
I
Consommation totale
Nais, Sorgho, Mil , Maïs
!
I
1
, Sorgho, Nil !
!-
1
!
!
IDomandc au milieu
I Maïs,Mil, S o r g h o I
!
1
!Dépendance vis B vis
I
I
"!
! Mil, Sorgho, Maïs 1
!
du milieu
!
I
!
1
!
!
!
Sollicitation du Milieu; Plaïs, Mil, Sorgho ,Maïs, Mil, Sorgho ,
1
.
-
-
Après le dixième jour, si l'on admet que la participation du grain
à la nutrition des plantules, sans f3tro nécessairement nulle, est tres faiSla,
la dépondanco vis à vis,du milieu s=st totale, la consommation totale corres-
pond à la demande au milieu, et il ne reste plus que deux paramétres signi-
fiants sur quatre, la demande totale et la sollicitation du milieu.
Remarquas;
1) le classement est bien sQr relatif au matériel etudi.6 et aux condi-
tions d'expérimentation.
2) If!s paramètres peuvent varier d'un Blément nutritif à l'autre. Le
classement est donc synthetique.
3) Ils sont fonction du temps .
4) Il est possible de les étendre a l'alimentation carbonée, a condition
de faire intervenir la respiration et la vitesse de croissance rala-
tive.
4 -CO ri CLUS 10 PJ
Au cours de cette étude, nous avons Qts amenes à identifier un
cortain r;:ombre do paramstros dofinjssant le comportement des plantes compa-
rees dans les premiers jours de leur végétation.
La croissance et l'alimentation dos jeunes plantulos peut @tro
caractérisec par la vitesse do croissance, la consommation totale, la domand.:
au milieu, la dopondanca du miliou (lice à l'importance du grain), la solli-
citation du milieu (qui est notamment fonction du degr6 d'exploration roci-
nairo).
La comparaison des phasos d'installation des mil., maïs et sorgho
nous a parmis dc dggagcr un certain nombre de traits susceptibles do rendre
compta dl3 leur comportomont on d9but dc! ubgétation.
_ Le moïs qui sollicite fortement le milieu, va demander un niveau ds
fertilitis Blevé. Mais les r6scrvos do son grain pourront éventuellement
tamponner un dés8quilibrc mingral du milieu.
- Le mil, tout au contraire, en sollicitant moins la milieu est adaptG
a un substrat de plus faible fertilité, mais sa ddpondance Etroite du milieu
doit le soumettre davantage aux variations de celui-ci.
- Le sorgho, sollicitant peu le milieu et gardant un recours par les
r6serves de son grain, devrait, durant sa phase d'installation, Btro & la
fois moins oxigeant quant B la fcrtilit6 du miliau que le maïs et moins scn-
sible à ses variations que le mil.
A
11
B I B L I O G R A P H I E
l- ADRIAN J. et JACPUOT R., 1904 : Le sorgho st les mils on alimentation
humaino ot animalo - Vigot - Paris.
2- ANDREW L. et coll., 1960: Tho structure and composition of foods. Vo1.I
John Wiloy and Sons - New York.
3- CHOPART.J.L., 1970, Morphologie ot croissance de l'enracinement du sor-
gho (Çorqhum vulqare) en deux conditions du fortilite.
Dot. multig. CNRA Bamboy - 97 pages.
4- DOGGETT H., 1970 - Sorghum- Langmans. Londres
5- SIBAND P., 1977, Système de culture hydroponiquo pour dos Qtudas dz
plantulos de cerealos. Dot. multig. CNRA Bambcy.
e!
r
5- SPRAGUE G.F., 1955 : Corn and corn improvcment.
Acadcmic pross. New York.
7- STEBBINS G.L., 1976, Sccd and Soadling ccology in annuel lûgumcs I
A comparaison of soed sizo and saadling development in SO~U
spscies. Oocol. plant. ll,(l+) 321-331.
.
4I
”
DELEGATION GENERALE
PRIMATURE
A LA PFtHF!JrHF Y'-TCNTIFIQUE
ET TEtHfhliJbE
NUTRITION MINERALE DES PLANTULES DE
CSIL, MAIS &?Y- SORGHO
AU COURS DES PREMIERS JOURS DE VEGETATION
P. SIBAND
,
Inggnicur de R o c h o r c h c IRAT,.
I .’
dótaCh6 ti I*I.S;.R.fl.:.,
. .
A v e c l a c o l l a b o r a t i o n technique d e
1. DIEYE
janvier 1 9 7 8
Centr\\e National de Recherc.hes Agronomiques
d e Bamboy
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
(1. S. R. A.)
* .
:
<, ‘.
R E S U M E
*
On compare la nutrition min6ra;e des plantules de mil, de maïs
et de sorgho au cours de la p6ribde d'épuisement du grain (phase d'instal-
lation). On pout considdrer que.cethe.phase est achevée avant dix jours de
végdtation. Les trois cdréalss sont comparées selon différents critères
(vitesso de croissance, consommation minéralo , demande au milieu, dépendan-
ce vis à vis du milieu, sollicitation du milieu) dont on
tiroles cons6quonccs
sur leur comportement.
X
X
X
Remerciements
Nous remercions M. OLIVER, chef des laboratoires d'analyse du
CNRA de Bambey, p our l'ensemble des déterminations chimiques dont il est
fait 6tat dans le texte.
2
1 - INTRODUCTION
L'objet de cs travail est de situer sommairement la phase d'iris-
tallation de trois ceréales
(mil, maïs et sorgho) et de dégager quclqucs
caractéristiques permettant de les comparer au cours du debut de veyetation.
Nous entendons par phase d'installation la periode du cycle qui va do la
germination a l'spuisoment des reserves du grain.
2 - MATERIEL ET METHODE
On a cultive les trais cereales sur un dispositif hydroponique
decrit précédammont (SIBAND, 1977). Les materiels vegetaux retenus sont
d’origine locale: un mil GAM, le maïs BDS, le sorgho CE 90.
Le semis est effectue à raison de 0,5 gramme: de semences de mil
ou de sorgho par vase. On Bclaircit les cultures a 10, puis à 3 plantulcs
par vase respectivement aux 5e et IOC jours. Le maïs a Qte conduit dès le
semis à 3 plantules par vase.
Durant les treis prcmierilajours après arrosage des semences, la
culture est conduite sur eau distillée. Elle est ensuite passee sur une
solution nutritive complète contenant par litre : KN03, 2 mM; Na N03, 2mM
NaH2P04 1 ImM; Ca SO4,
0,5 mM; Mg C12, 0,75 mM. Les oligoéloments sont ap-
portes aux concentrations de 0,5 ppm de 6; 0,75 ppm de Mn; OP05 ppm de Zn;
0,03 ppm de CU; 0,02 ppm de Mo; 5 ppm de Fe (apport6 sous forme complexee
a
1'EDTA).
La solution est renouvolee tous 10s jours.
on a SUiVi e n c o u r s d e c u l t u r e 183 lOngUiZLJr.5 des r3CiI2SS St p a r -
t i e s agriennes, à raison d'une mesure par vase tous les deux jours.
Chaque culture comprend 20 vases dont deux constituent chaque
f o i s u n e r é p é t i t i o n , pour des raisons de volume d'achantillon. La moiti6 dtis
v a s e s e s t rscoltee à 1 0 j o u r s d e végetation, l ’ a u t r e m o i t i 6 à ?5 j o u r s .
A chaque recolte, on a sépare grains, racines et partios oeriicnncs
qui ont óté st?ches, peses et analysés. Los grains entiers avant germination
ont egalement été analyses. L’azote est extrait par minéralisation Kjeldahl
et dosé à la chaine colorimetrique Blectrosynthèse par la methoda de Oor-
thelot.
Le phosphore et les cations sont obtenus par minéralisation par
v o i e sache e t r e p r i s e à l ’ a c i d e c h l o r h y d r i q u e , puis dosés pour le phosphore
sur la chaine électrosynthase au réactif de Misson, pour le potassium par
émission de flamme et pour le calcium et lo magnésium par absorption ato-
mique en milieu Lanthane.
31- Croissance,,li.n,Baire et ponderale des plantules
1) La figure no1 compare 10s croissance lineaires des partios a6-
riennes et des racines de mil, maïs et sorgho, La mesure effectuée étant
celle de la plus grande longueur, la mesure des racines est en fait callo de
la plus grande (ou de l'unique) racine séminale.
P o u r 10s p a r t i e s aeriennes, bien que le mil commence sa croissance
.
plus précocement que les deux autres céréales, colles-ci le dépassent assez
tOt, particulieremcnt l e m a l s .
La croissance des racines n'est manifeste que dans les premiers
jours, et atteint un palier des le septième jour pour le sorgho et le mil,
dès le onzième jour pour le maïs. Ce palier, qui marque probablemant la fin
de la croissance des racines séminales et le relais pris par :les racines
secondaires (apparues aux 6e et 7e jours), est plus éleve pour le mals (27
cm) et plus bas pour le sorgho (ZO-21)cm quo pour le mil (23 cm). Les diffd-
rentes sont cependant relativement faibles.
2) Le tableau suivant donn+les poids atteints à 10 et 15 jours de
vegetation p a r l e s r a c i n e s e t p a r t i e s a e r i e n n e s d e s t r o i s c é r é a l e s .
Tableau n"l: Poids des parties aériennes et des racines
(mg de matiero séche pour 100 plantules)
I
!
!
!
!
Sorgho
!
!
Jour
, Organes
I
Mil
!
Maïs
.
!
t
!
!
1
I
I Parties
)
!
!
!
lOBme
aériennes
1880
1
13 220 I
1860 !
!
!
f
!
t
!
!
!
!
!
!
I Racines
I
372
2 503 f
459
!
!
!
I
!
!
!
, Parties
I
!
I
!
!
15ème
’ a e r i e n n e s
!
!
46 280 ;
9090
f
!
!
0020
!
!
I
!
!
!
1
!
I Racines
I
1378
6461
!
2214
!
!
!
Dès le dixième jour de vegétation,
la piantule de mars constitua
une masse végetalo environ sept fois supérieure à celle du mil OU du sorgho,
dont les poids de plantulos sont assez voisins. Au quiazième jour l’écart
s ’ e s t c r e u s é e n t r e m i l e t s o r g h o a l ’ a v a n t a g e d e c e d e r n i e r .
3) Dans unc manipulation annoxe, on a pu mesurer, dans des conditions
comparables,
simultansment le poids et la longueur des racines, et dBt?rmi-
ner ainsi le poids d'un mètre de racines de mil, de maïs et de sorgho, qui
est respectivement de lO,'?l - 35,65 et 7,68 mg. Ceci nous permet de calcu-
ler la longueur totale de racines de 100 plantules obtenues dans les trois
cas.
4
Tableau no 2: Longueur totale des racines de 100 plantulos (en métres)
!
Sorgho
I
!
Jour
!
!
!
!
! I
Mil
I
MaPs
,.
i
lOBme
I
34,7
f
70,2
;
59,8
i
!
!
!
!
!
1
15eme
1
128,7 ,
181,2 1
288,3
;
Du fait des différences de grosseurs dos racines, pour uno dif;Z-
rente de poids de matière seche trés importante, la longueur de racines :?
maPs à 10 jours est peu différento de celle des racines de sorgho, et seu-
lement le double de la longueur des racines de mil. Au 15e jour, c’est le
sorgho qui a de loin la plus grande longueur de racines, et l’écart relatif
entre mil et maïs a diminué. DOGGETT (1970), CHOPART (1970) signalent l'en-
racinement très développe du sorgho.
On peut remarquer en rapprochant ces donnees de celles de la figure
1, qu'au IOC jour la racine seminale du mil rend compte des 2/3 de la lon-
gueur des racines d'un pied, et que, pour le maïs, la racine séminale la
plus longue représente 40% de la longueur totale. La part des racines nodalus
est donc faible pour Ce"s deux cér68las à ce stade. Pour le sorgho au con-
t r a i r e ,
la racine seminalc ne correspond plus qu’au tiers de la longueur
t o t a l e .
4 1
La croissance de la plantule se fait aux dépens de deux sources
carbonees: le grain, qui alimente de moins en moins la plantule, et la pho-
tosynthèse, qui prend une part de plus en plus importanto au cours du temps.
On peut remarquer que la dimension de la plantule est d'autant
plus importante que 10 grain était initialement plus gros, donc ses rescrvns
carbonnées plus abondantes. Toutefois, l’accroissement
n’est pas proportion-
n e l . En prenant comme base les poids du grain et de la plantule du mil,
voyons comment se situent l'un et l’autre pour les deux autres ceréalas.
Tableau no 3:Poids des grains et plantules de sorgho et de mars au 106
jour par rapport à toux du mil
!
!
!
!
!
Plante
Mil
Maïs
I
I
I
1
Sorgho ,
!
Grain
!
l,oo
;
!
21,49 ,
1,89
!
I
I
.
!
!
!
i
!
P l a n t u l e ,
1
1,oo ,
6,98 ,
1,03
J
Les différences do poids de plantules à 10 jours ne sont pas en
rapport ‘avec les différences de poids initiaux do grain. Autrement dit,
plus le ‘grain est gros, et plus ses resorvas scot susceptibles d'avoir pris
une part importante dans l'.alimor&ationde la plantule durant les dix premiers
5
jours. Ces résultats sont en accord avec ceux dc STEEBINS (1976).
A i n s i , le poids du système. à 10 jours est de deux fois et demi son
poids initial pour le mil (2422 ma) une fois et demi
celui-ci pour le
sorgho (2779 mg), alors que 1s maïs n'a pas encore retrouv8 son poids do
depart (2043 mg).
3.2. Composition et épuisement du qrain
Les compositions des grains sont assez comparables
aux donnges de=
la littgrature (DoGGETT, 1970, SPRAGUE, 1955, ANDREW. et coll. 1950, ADRIAN
et JACQUOT,
1964). Les valeurs de leurs contenus sont consignées dans le
tableau nO1.
Tableau 4:
Poids et contenu minéral des grains entiers (mg pour îO0 grains)
1
!
I
!
-!
Matièroi Azote iPhos- !Potas- ,,,,I:x.-!Magne- ,
! Plante
!
!Calcmum!
, sèche
!pbore ! sium:.! I
,sium
’
!
.
1
!
!
!
i
I
i Mil
1 004 ; 20,l ; 3,6 ; 10,3
0,3
I
1,3
I
!
!
!
i
1 MaPs
;z1 550 ;397;b ! 65,2
i
,170,9
;
6,5
f 24,6 ;
*-
!
!
i
I
!
I Sorgho
I 1 9C2 f 44,1 ;
6,6 !
5,6 f
0,s I
3,l I
Le grain de maïs, dix fois plus gros que celui du sorgho ot vingt
fois plus gros que celui du mil, contient des réserves organiques et mintS-
raies évidemment beaucoup plus importantes que ces deux céréales.
La réserve potassique du sorgho est particulièrement faible.
On a calculé l'évolution de ce contenu au cours de la culture.
Tableau 11~5: Pertes de poids et de contenu ùingral des grains entiers (en
$ des valeurs initiales).
>
!
1
I
-M-c:%--*
!
!
!
!
I
1
N
IP
IK
I
Ca.
I Mg
t
secnc3
!
!
I
!
I
I
1
I
i Mil
!
I
83
I
!
85
I
83
I
1
87
, .
f
67
I
!
77
I
!
-
-
!
oàlm
f
I
!
I
I
1
!
!
!
.
! Maïs I
79
!
RI
I
75
I
91
I
92
I
67
I
Jours
.-
I
1
I
!
I
1
f
!
!
I Sorgho;
76
I
66
,
91
I
54
f
60
‘-
I
90
I
!
1
!
;Mil : .
1
!
!
i
0
I
3
i
4
f
0
!
0
I
! 10 à 15
!
!
!
!
I
!
I
I
!
!Mars
I
5
1
2
1
g
!
2
f
O
1
4
!
1
j o u r s
!
i
!
I
!
!
!
J
!
! S0M-y
6
l
7
!
0
(
0
r
O
1
O
!
6
Lo grain a toujours perdu d'autant plus de matiere sèche et de
reserves minérales qu'il en contenait initialement davantage. L'esscntiol
de ces pertes se situent avant le dixieme jour. Au-delà, l*évolution du
stock organiquo et minéral pour le mil et le sorgho est a peine superiourc
à l'impr&cision de la mesure, Par conséquent l'assentie de la fourniturc
d'éléments nutritifs par le grain à la plantule est assuré avant le 100
jour.
3.2-Nutrition minérale des plantules
1) Le contenu des plantules au IOe jour, et le complément d'elij-
ments minéraux absorbes entre le 100 et le 15e jour, sont reprgsentés raspoc-
tivement sur les figures 2 et 3. Comme pour l'alimentation Carbon&e, l'aiF-
mentation
minéralc de la plantule est assurée par deux sources: le grain
et le milieu racinairc. La fourniture par le milieu est mesurde par diffd-
rente entre le contenu de la plantule et la part provenant du grain. Sur les
graphiques, on a hachuré cette dorniere part.
2) Au 10e jou'l,(fig. n02)rla quantité d'éléments minéraux venue
du,lgrain dans 10 contenu de la plaotule est toujours beaucoup plus important2
pour le maïs que pour le sorgho ou lo
mil.
Cependant le contenu de sa plantulc etant tres important , le maïs
est, des trois céréales, celle qui puise, de foin, la plus grande quantitd
d'élements minéraux dans le milieu de culture au cours des dix premiers
jours.
Excepté pour le potassium, q ulcllc absorbe moins intensement, at
pour le calcium, la plantiulo de sorgho s'alimente à partir du grain pour uno
fraction beaucoup plus importante que la plantule de mil. Comme, d'autre
part, le contenu de la plantule de sorgho ost inferieur (cas de N et 1:) ou
seulement légéremcnt supérieur (cas de P, Ca, Mg) à celui de la plantula do
mil,
le sorgho consomme moins d'éléments minéraux à partir du milieu (h l'ox-
ception de Ca) que le mil, durant ces dix jours.
3) La! proportion
des elements contenus dans la plantulo qui provicnnont
du milieu est
indiquee dans le tableau suivant.
Tableau no6 : Proportions du contenu minéral des plantulos au 10e jour
de végétation provenant du milieu.
!
Qf
'
N'P'
K!Ca!
!
/J
!
!
!
I
!
I
!
I
!
Mil
!
f
83 ; 78 ; 96 i PI I 86 !
! Maïs
I
5 3
I
7 0
!
04
!
S3
I
69
1
! Sorgho !
6 6
!
1
!
!
!
,
!
I
68
I
P6
,
95
!
70
.
I
7
Le mil est celle dos trois ceréales qui, daps l'ensemble, ost la
plus
dependante du milieu pour son alimentation minerale. De meme, lo maPs
ast la moins dépendante. Le potassium et Ic calcium proviennent du milieu
dans les trois cas , pour une tres forte proportion.
4) Entre le 10e et le 15e jour (fig. N03), la part du grain dans
t%'ensemblc de la consommation minerale, appréciable seulement chez lo mals,
est dans les trois cas très faible.
Le mars a toujours une consommation tres superieure à celle des
autres cerealos, tandis que la mil devient celle qui consomme le moins
d'éléments minéraux (à llcxception du potassium, dont la consommation ex-
cède encore legèrement colle du sorgho).
5) Entre les IOC et 15e jours, on connait la consommation mineralc
a partir du milieu, et (en faisant l'approximation d'une croissance racinairo
linéaire) la longueur moyenae des racines, on peut donc calculer l'absorpticn
moyenne journalière par mètre de racine:
Tableau 11~7: Absorptioflmoyennc jo$rnali&re entra 10 et 15 jours
(mg/m de racine)
!
I Elemcnts
!
N !
p !
K !
Ca
!
!
!
!
!
!
!
Hi1
!
0,725;
0,164;
1,131;
0,032;
0,061;
!
!
! !
Maïs
!
-i
2,388;
0,551;
4,259;
0,123;
0,164!
!
!
.
!
I
I
Sorgho
!
0 , 4.2 1 ;
0,095; . 0,477; 0;01of 0,030;
Ramenée a la longueur de racines, la vitesse d'absorption des Ole-
ments minéraux s'avère minimale chez le sorgho, et particulièretient forte
chez le maïs
Si l'on considere l'elongation racinaire comme assez represcnta-
tive de l'importance de l'exploration du milieu par les racines, on oeut ad-
mettre que ces chiffres traduisent la consommation minérale des trois ceré-
alcs à partir d'un mbme vofume exploré, et sont une bonne appréciation de
la sollicitation du milieu par La plante, importante lorsquo le renouvellu-
ment du milieu racinaire est lent.
4 - DISCUSSION
Les reserees carbonees et minerales des semence de mil, maïs et
sorgho sont en quantites très différentes selon la cereale. Ces réserves
peuvent étre considérees comme a peu près épuisées dès 10 IOe jour do vCgO-
tation, et la part qu'elles prennent ulterieuremcnt dans l*approvisionnemont
minera1 et organique de la plantule est très limitée.
Dans les dix premiers jours, la consommation de la plantule, li&,J
à l a v i t e s s e d e croissance, est beaucoup plus importante pour le maïs que
pour le mil et le sorgho. Mais en meme'- temps, la part du grain comme source
d'éléments minéraux s'accroit avec la grosseur du grain. De la sorte, il
nous faut distinguer la qu,antitQ totale consommée (contenu de la plantule)
du prélèvement effectué sur le milieu (contenu de la plantule ne provonant
pas du grain*, qui est par exemple supérieur dans les premiers jours pour
le mil si ce qu'il est pour le sorgho.
D’autre part, on peut degager deux paramètres supplementaires
:
- La dépendance d'une plantulo vis à vis du milieu
-
qui ast d'autant
moindre (que son recours au grain est plus important: si l'on prive le mil
d'azote, son alimentation azotee ne sera assurée que pour 1/5 par son grain,
alors que le maïs dans le mbme cas sera encore pourvu à 5070.
- k sollicitation au milieu qui serait la consommation minérale a par-
-
-
tir de ce milieu ramenée à l'unit6 de volume explorea: Dans nos conditions
d ’ e x p é r i e n c e , le sorgho consomme davantags d'élcmsnts minéraux 3 partir du
milieu entre 10 et 15 jqurs, mais Fe sollicite moins que le mil ne le fait.
Il en est necessairemont
de mbmo dans les 10 premiers jours de végetation
puisque :Le sorgho consomme moins et developpe davantage de racines quv 1~
mil.
C e s d i f f é r e n t s p a r a m è t r e s s o n t f o n c t i o n d e t r o i s f a c t e u r s p r i n c i -
paux: l a q r o s s e u r d u q r a i n , q u i determine s a p a r t i c i p a t i o n h l a n u t r i t i o n
de la plantule (si l'on admet que la composition du grain ne varie pas do
façon importante), la vitesse de croissance qui suscite la consommation minu-
rale de la plantule (en ne tenant pas Co$pte, là non plus, d'un facteur
secondaire
',dclaariabilite,
do aux exigences minérales particulieres de
t e l l e o u t e l l e espécc); l’exploration du milieu qui repartit la consommation
minérale 3 partir du milieu sur un volume plus ou moins
grand de cattc source:.
Ces facteurs et paramètres entretiennent des relations qu8.1.ronU;
schematisera c i - a p r è s
Vitesse de croissance
Consommation totale
Exploration
Demande au milieu
du miliy
du milieu
du milieu
9
D'un autre cbté,
ils permettent un classement des especcs propros
no8
à chacun d'eux que l'on donnera dans 10 tableau /suivant, las valeurs dticrois-
santes pour chaque parambtre pour 10s premiers jours de vegétation.
~blcau.n" 8 : Classement des trois cérealos suivant les paramètres retenus
dans l'ordre decroissant
I
i
!
!
!En cours d'epuisc- I Apres Qpuisomant I
! P A R A M E T R E S
ment du
!
grain
I
!
du grain
-!
!
!
I
Consommation totale
Nais, Sorgho, Mil , Maïs
!
I
1
, Sorgho, Nil !
!-
1
!
!
IDomandc au milieu
I Maïs,Mil, S o r g h o I
!
1
!Dépendance vis B vis
I
I
"!
! Mil, Sorgho, Maïs 1
!
du milieu
!
I
!
1
!
!
!
Sollicitation du Milieu; Plaïs, Mil, Sorgho ,Maïs, Mil, Sorgho ,
1
.
-
-
Après le dixième jour, si l'on admet que la participation du grain
à la nutrition des plantules, sans f3tro nécessairement nulle, est tres faiSla,
la dépondanco vis à vis,du milieu s=st totale, la consommation totale corres-
pond à la demande au milieu, et il ne reste plus que deux paramétres signi-
fiants sur quatre, la demande totale et la sollicitation du milieu.
Remarquas;
1) le classement est bien sQr relatif au matériel etudi.6 et aux condi-
tions d'expérimentation.
2) If!s paramètres peuvent varier d'un Blément nutritif à l'autre. Le
classement est donc synthetique.
3) Ils sont fonction du temps .
4) Il est possible de les étendre a l'alimentation carbonée, a condition
de faire intervenir la respiration et la vitesse de croissance rala-
tive.
4 -CO ri CLUS 10 PJ
Au cours de cette étude, nous avons Qts amenes à identifier un
cortain r;:ombre do paramstros dofinjssant le comportement des plantes compa-
rees dans les premiers jours de leur végétation.
La croissance et l'alimentation dos jeunes plantulos peut @tro
caractérisec par la vitesse do croissance, la consommation totale, la domand.:
au milieu, la dopondanca du miliou (lice à l'importance du grain), la solli-
citation du milieu (qui est notamment fonction du degr6 d'exploration roci-
nairo).
La comparaison des phasos d'installation des mil., maïs et sorgho
nous a parmis dc dggagcr un certain nombre de traits susceptibles do rendre
compta dl3 leur comportomont on d9but dc! ubgétation.
_ Le moïs qui sollicite fortement le milieu, va demander un niveau ds
fertilitis Blevé. Mais les r6scrvos do son grain pourront éventuellement
tamponner un dés8quilibrc mingral du milieu.
- Le mil, tout au contraire, en sollicitant moins la milieu est adaptG
a un substrat de plus faible fertilité, mais sa ddpondance Etroite du milieu
doit le soumettre davantage aux variations de celui-ci.
- Le sorgho, sollicitant peu le milieu et gardant un recours par les
r6serves de son grain, devrait, durant sa phase d'installation, Btro & la
fois moins oxigeant quant B la fcrtilit6 du miliau que le maïs et moins scn-
sible à ses variations que le mil.
A
11
B I B L I O G R A P H I E
l- ADRIAN J. et JACPUOT R., 1904 : Le sorgho st les mils on alimentation
humaino ot animalo - Vigot - Paris.
2- ANDREW L. et coll., 1960: Tho structure and composition of foods. Vo1.I
John Wiloy and Sons - New York.
3- CHOPART.J.L., 1970, Morphologie ot croissance de l'enracinement du sor-
gho (Çorqhum vulqare) en deux conditions du fortilite.
Dot. multig. CNRA Bamboy - 97 pages.
4- DOGGETT H., 1970 - Sorghum- Langmans. Londres
5- SIBAND P., 1977, Système de culture hydroponiquo pour dos Qtudas dz
plantulos de cerealos. Dot. multig. CNRA Bambcy.
e!
r
5- SPRAGUE G.F., 1955 : Corn and corn improvcment.
Acadcmic pross. New York.
7- STEBBINS G.L., 1976, Sccd and Soadling ccology in annuel lûgumcs I
A comparaison of soed sizo and saadling development in SO~U
spscies. Oocol. plant. ll,(l+) 321-331.
.
4I
”